Устройство для спуска кабеля в скважину Советский патент 1983 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к устьевому оборудованию нефтяных и газовых скважин, а именно к оборудований, испрльэуемому при спуске приборов в процессе исследования скважин.

По основному авт. св. № 927962 известно устройство для спуска кабеля в скважину, содержащее корпус, крышку, в которой установлена головка с сальником, и механизм подачи кабеля, выполненный в виде дифференциального поршня с подпружиненным уплотнительным элементом, причем уплотнительный элемент установлен со стороны большего основания поршня и подпружинен относительно головки, а подпоршневое и надпоршневое пространства связаны между собой 13.

Однако при работе в скважинах с высоким давлением.уплотнение в осевом канале поршня постоянно наxo iHTCH под давлением скважинной жидкости или газа, проникающей из . подпоршневого пространства через зазоры между кабелем и стенками осевого канала. При высоком устьевом давлении осевая сила сжатия -уп.лотнения и сила трения может достичь величины, значительно превы-шающей величину силы трения кабеля в сальниковой головке, в результате чего поршень при ходе вверх возвращает кабель в первоначальное . положение..

Целью изобретения является повышение надежности.работы в скважине с высоким устьевым давлением.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для спуска кабеля в скважину снабжено направляющим полым штоком,,который телескопически установлен в поршне и имеет дополнительный сальник в ниж1ней части. , .

. На чертеже изображено устройство, общий вид, 1разрез.

Устройство для спуска кабеля в скважину состоит из корпуса 1, крыш.ки 2 с расположенной в ней сальниковой головкой 3, механизма принудительного перемещения кабеля, выполненного в виде поршня 4, и не. подвижного направляющего полого штока 5 с дополнительным самоуплотняющимся Ссшьником 6, соединительног трубопроврда 7 с установлен,ны14и на нем дистанционно управляемым трехходовым краном 8, игольчатым дросселем 9 и разделительным сосудом 10. Сальниковая головка 3 служит для герметизации и смазки проходящего сквозь нее кабеля 11 и включает самоуплотняющуюся подпружиненную втулку 12. В верхней части сальниковой головки 3 имеется воронка 13, служащая резервуаром для консистентной смазки.

В верхнем торце поршня 4 выполнено коническое гнездо для установки в. нем упругой втулки 14, а . со стороны нижнего торца поршня 4

выполнен цилиндрический осевой канал 15, служащий для размещения в нем штока 5 при спуске кабеля и обеспечивающего возможность работы поршня как дифференциального. В канал введен неподвижный шток 5.Q На наружной и внутренней поверхностях поршня 4 имеются канавки в которых расположены уплотнительные . кольца 16. Полость канала 15 благодаря наличию введенного в-нее штос ка 5, уплотненного кольцами 16, разобщена от подпоршневой полостиj причем канал 15 при помощи отверстий 17 сообщен с. атмосферой.

Наряду с этим подпоршневая полость посредством отверстий 18 сроб0 щена со скважиной через лубрикатор 19, вследствие чего давлен ие из скважины имеет возможность воздействовать на торцовую поверхность .поршня 4, расположенную в виде

5 кольца между внутренней, стенкой корпуса 1 и наружной поверхностью штока 5. Для предотвращения выталкивания упругрй втулки 14 из конического гнезда в крайнем верхнем

0 положении поршня4 при движении кабеля 11 вверх, когда надпоршневая полость сообщена с атмосферой, служит пружина 20 сжатия, закрепленная на нижнем торце сальниковой

с головки 3. Все детали, расположенные вдоль оси устройства, имеют продольные отверстия для прохождения сквозь них кабеля 11. С целью предотвращения кабеля 11 от изгиба поршень 4 снабжен концентрично установленной в осевом канале 13 направляющей трубкой 21, которая перемещается вместе с поршнем 4 относительно штока 5 вдоль егооси. Для улучшения условий работы

5 втулок 12 и 14, особенно.при исследовании газовых скважин, надпоршневые полости устройства и разделительного сосуда заполнены, маслом.

Устройство работает следующим образом.

Прохождение каЪеля 11 через сальниковое устройство осуществляет- ся в исходном (крайнем верхнем )полржении поршня 4, когда, подпоршневая полость корпуса 1 сообщена с полостью лубрикатора 19 и далее со скважиной, а его надпоршневая поЛость посредством трубопровода 7

0 и трехходового крана 8 гидравлически сообщена с атмосферой. В этом положении поршня 4 кабель 11 в процессе перемещения смазывается маслом находящимся в воронке 13 и над5 поршневой полости, и уплотняется

при помощи дополнительного сальник 6 и подпружиненной втулки 12.

В- случае затрудненного перемещения кабеля 11 при спуске приборов в скважину трехходовой кран 8 устанавливают в положение, при котором надпоршневая и подпоршневая полости устройства через разделительный сосуд 10 гидравлически сооб- , щаются между собой. В результате этого давление в обеих полостях выравнивается. Под воздействием давления упругая втулка 14 внедряется в коническое гнездо поршня 4 и плотно обхвать1вает кабель 11, а на торцах поршня 4 возникают разные по величине усилия, обусловленные разностью полезных площадей верхнего и нижнего торца поршня 4. Результирующее усилие направлено вниз что вызывает перемещение поршня 4 в этом направлении и протягивание и проталкивание кабеля 11 через уплотнительные устройства вниз. Обеспечение оптимальной скорости движения поршня 4 для скважин с различным устьевым давлением осуществляется посредством игольчатого дросселя 9.

После достижения поршнем 4 крайнего нижнего положения при помощи дистанционного управляемого крана 8 надпоршневую Полость разобщают от :подпоршневой и одновременно сообщают с атмосферой. В результате этого давление масла над поршнем 4 становится равным атмосферному.

что приводит к возвращению последнего в верхнее исходное положение. При следующем переключении крана 8 происходит повторное выравнивание давлений в надпоршневой и подпорш5 невой полостях корпуса 1, и порядок работы устройства повторяется. Совершая возвратно-поступательные движения, поршень 4 протягивает кабель 11 в скважину. Когда суммарный вес кабеля и прибора станет

o достаточным для преодоления выталкивающего усилия и сил трения в сальнике б и подпружиненнойвтулке 12, при помощи крана 8 надпоршневую полость разобщают от подпорш5невой и сообщают с атмосферой.

В процессе свободного спуска и подъема кабеля из скважины герметичность устройства обеспечивается посредством сальника б, который

0 уплотняется под воздействием устьевого давления. .

Предлагаемое устройство отличается простотой конструкции, удобством в эксплуатации.

Кроме того, применение устройства при исследовании как нефтяных, так и газовых скважин существенно повысит степень герметичности при спуско-подъемных операциях с глубинными приборами, что, в свою очередь, сократит время проведения работ и повысит их безопасность, исключив возможность аварийных выбросов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУСКА КАБЕЛЯ В СКВАЖИНУ по авт. св. 927962, о т л .и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью повышения надежности работы в скважине с высоким устьевым давлением, оно снабжено направляющим полым штоком, который телескопически установлен в. поршне и имеет дополнительный сальник, в нижней части.